लिखित:परमाणु प्रतिक्रियाएँ द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियमों का पालन करती हैं।
प्रतिक्रिया से पहले का कुल द्रव्यमान प्रतिक्रिया के बाद के कुल द्रव्यमान के बराबर होता है, प्रतिक्रिया से पहले का कुल चार्ज प्रतिक्रिया के बाद के कुल चार्ज के बराबर होता है।
उदाहरण के लिए:
आइसोटोप किसी दिए गए रासायनिक तत्व की किस्में हैं जो उनके परमाणु नाभिक के द्रव्यमान में भिन्न होती हैं। वे। द्रव्यमान संख्याएँ भिन्न हैं, लेकिन आवेश संख्याएँ समान हैं।

यह आंकड़ा यूरेनियम-238 के लेड-206 में परिवर्तन की श्रृंखला को दर्शाता है। चित्र में दिए गए डेटा का उपयोग करते हुए, कथनों की प्रस्तावित सूची में से दो सही कथनों का चयन करें। उनकी संख्या बताएं.

1) यूरेनियम-238 के स्थिर लेड-206 में परिवर्तन की श्रृंखला में, छह हीलियम नाभिक निकलते हैं।
2) रेडियोधर्मी परिवर्तनों की प्रस्तुत श्रृंखला में पोलोनियम-214 का आधा जीवन सबसे कम है।
3) परमाणु द्रव्यमान 206 वाला सीसा स्वतःस्फूर्त अल्फा क्षय से गुजरता है।
4) यूरेनियम-234, यूरेनियम-238 के विपरीत, एक स्थिर तत्व है।
5) बिस्मथ-210 का पोलोनियम-210 में सहज परिवर्तन एक इलेक्ट्रॉन के उत्सर्जन के साथ होता है।
समाधान: 1) यूरेनियम-238 के स्थिर लेड-206 में परिवर्तन की श्रृंखला में छह नहीं, बल्कि आठ हीलियम नाभिक निकलते हैं।
2) रेडियोधर्मी परिवर्तनों की प्रस्तुत श्रृंखला में पोलोनियम-214 का आधा जीवन सबसे कम है। आरेख से पता चलता है कि पोलोनियम-214 के लिए समय सबसे कम है
3) परमाणु द्रव्यमान 206 वाला सीसा स्वतःस्फूर्त अल्फा क्षय से नहीं गुजरता, यह स्थिर होता है।
4) यूरेनियम-234, यूरेनियम-238 के विपरीत, एक स्थिर तत्व नहीं है।
5) बिस्मथ-210 का पोलोनियम-210 में सहज परिवर्तन एक इलेक्ट्रॉन के उत्सर्जन के साथ होता है। क्योंकि एक बीटा कण छोड़ा गया था.
उत्तर: 25
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप कौन सा कण X निकला?

समाधान:प्रतिक्रिया से पहले द्रव्यमान 14 + 4 = 18 एएमयू, आवेश 7ई + 2ई = 9ई, द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियम को संतुष्ट करने के लिए, कण एक्स में 18 - 17 = 1 एएमयू होना चाहिए। और 9e - 8e = 1e, इसलिए कण X एक प्रोटॉन है।
उत्तर: 4
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):थोरियम नाभिक रेडियम नाभिक बन गया। थोरियम नाभिक से कौन सा कण उत्सर्जित हुआ?


3) अल्फा कण
4) β-कण
समाधान:द्रव्यमान में 4 और आवेश में 2 परिवर्तन हुआ, इसलिए, थोरियम नाभिक ने एक अल्फा कण उत्सर्जित किया।
उत्तर: 3
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):

1)अल्फा कण
2) इलेक्ट्रॉन

समाधान:द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियम का उपयोग करते हुए, हम देखते हैं कि तत्व का द्रव्यमान 4 है, और आवेश 2 है, इसलिए, यह एक अल्फा कण है।
उत्तर: 1
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):

1)अल्फा कण
2) इलेक्ट्रॉन

समाधान:द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियम का उपयोग करते हुए, हम देखते हैं कि तत्व का द्रव्यमान 1 है, और आवेश 0 है, इसलिए, यह एक न्यूट्रॉन है।
उत्तर: 4
भौतिकी में OGE असाइनमेंट (fipi):

3) इलेक्ट्रॉन
4) अल्फा कण
समाधान:गामा कण में न तो द्रव्यमान होता है और न ही आवेश, इसलिए अज्ञात कण का द्रव्यमान और आवेश 1 के बराबर होता है, अज्ञात कण एक प्रोटॉन होता है।
उत्तर: 1
जब एक न्यूट्रॉन को नाभिक द्वारा पकड़ लिया जाता है, तो एक रेडियोधर्मी आइसोटोप बनता है। इस परमाणु परिवर्तन के दौरान यह उत्सर्जन करता है

4) इलेक्ट्रॉन
समाधान:आइए कैप्चर प्रतिक्रिया लिखें
+ -> + ? .
द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियम का उपयोग करते हुए, हम देखते हैं कि अज्ञात तत्व का द्रव्यमान 4 है, और आवेश 2 है, इसलिए, यह एक अल्फा कण है।

1. अनेक परमाणु अभिक्रियाओं की सूची बनाएं जिनमें 8Be आइसोटोप बन सकता है।

2. प्रतिक्रिया 16 O(n,α) 13 C को संभव बनाने के लिए प्रयोगशाला प्रणाली टीमिन में न्यूट्रॉन में कितनी न्यूनतम गतिज ऊर्जा होनी चाहिए?

3. क्या प्रतिक्रिया 6 Li(d,α) 4He ऊष्माशोषी है या ऊष्माशोषी? MeV में नाभिक की विशिष्ट बंधन ऊर्जाएँ दी गई हैं: ε(d) = 1.11; ε() = 7.08; ε(6 ली) = 5.33.

4. 12 सी फोटोक्लीवेज प्रतिक्रियाओं के लिए टी छिद्र सीमा निर्धारित करें।

1. γ + 12 सी → 11 सी + एन
2. γ + 12 सी → 11 वी + आर
3. γ + 14 सी → 12 सी + एन + एन

5. प्रतिक्रिया सीमाएँ निर्धारित करें: 7 Li(p,α) 4 He और 7 Li(p,γ) 8 Be।

6. निर्धारित करें कि प्रतिक्रिया p ​​+ d → p + p + n संभव होने के लिए एक प्रोटॉन में कितनी न्यूनतम ऊर्जा होनी चाहिए। अतिरिक्त द्रव्यमान दिया जाता है। Δ(1 एच) = 7.289 मेव, Δ(2 एच) = 13.136 मेव,
Δ(n) = 8.071 मेव।

7. क्या प्रतिक्रियाएँ संभव हैं:

1. α + 7 ली → 10 बी + एन;
2. α + 12 सी → 14 एन + डी

गतिज ऊर्जा T = 10 MeV वाले α-कणों के प्रभाव में?

8. कण X को पहचानें और निम्नलिखित मामलों में प्रतिक्रिया ऊर्जा Q की गणना करें:

1. 35 सीएल + एक्स→ 32 एस + α;	4. 23 Na + p→ 20 Ne + X;
2. 10 बी + एक्स→ 7 ली + α;	5. 23 Na + d→ 24 Mg + X;
3. 7 ली + एक्स → 7 बीई + एन;	6. 23 Na + d→ 24 Na + X.

9. 10 बी नाभिक पर अकुशल प्रकीर्णन के परिणामस्वरूप ऊर्जा Eexc = 1.75 MeV के साथ एक राज्य को उत्तेजित करने के लिए एक ड्यूटेरॉन में कितनी न्यूनतम ऊर्जा Tmin होनी चाहिए?

10. प्रतिक्रिया सीमा की गणना करें: 14 एन + α→ 17 ओ + पी, दो मामलों में, यदि घटना कण है:
1) α-कण,
2) 14 एन नाभिक। प्रतिक्रिया ऊर्जा Q = 1.18 MeV। परिणाम स्पष्ट करें.

1. डी(पी,γ) 3 वह;	5. 32 एस(γ,पी) 31 पी;
2. डी(डी, 3 हे)एन;	6. 32 (γ,n) 31 एस;
3. 7 ली(पी,एन) 7 बी;	7. 32 एस(γ,α) 28 सी;
4. 3 वह(α,γ) 7 हो;	8. 4 वह(α,p) 7 ली;

12. निम्नलिखित के प्रभाव में प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप कौन से नाभिक बन सकते हैं: 1) 7 ली के लक्ष्य पर 10 MeV की ऊर्जा वाले प्रोटॉन; 2) हाइड्रोजन लक्ष्य पर 10 MeV की ऊर्जा वाले 7 ली नाभिक?

13. 7 LI नाभिक एक धीमे न्यूट्रॉन को पकड़ता है और γ-क्वांटम उत्सर्जित करता है। γ-क्वांटम की ऊर्जा क्या है?

14. एक प्रयोगशाला प्रणाली में प्रतिक्रिया 12 C(n,α) 9 Be में न्यूट्रॉन ऊर्जा के थ्रेशोल्ड मान पर गठित 9 Be नाभिक की गतिज ऊर्जा निर्धारित करें।

15. जब एक प्राकृतिक बोरॉन लक्ष्य को विकिरणित किया गया, तो 20.4 मिनट और 0.024 सेकेंड के आधे जीवन के साथ रेडियोधर्मी आइसोटोप की उपस्थिति देखी गई। कौन से आइसोटोप का निर्माण हुआ? इन आइसोटोपों का निर्माण किन प्रतिक्रियाओं के कारण हुआ?

16. एक प्राकृतिक बोरॉन लक्ष्य पर प्रोटॉन की बमबारी की जाती है। विकिरण की समाप्ति के बाद, कण डिटेक्टर ने 100 बीक्यू की गतिविधि दर्ज की। 40 मिनट के बाद, नमूने की गतिविधि घटकर ~25 बीक्यू हो गई। गतिविधि का स्रोत क्या है? कौन सी परमाणु प्रतिक्रिया हो रही है?

17. गतिज ऊर्जा T = 10 MeV वाला एक α-कण 12 C नाभिक के साथ एक लोचदार आमने-सामने की टक्कर का अनुभव करता है। गतिज ऊर्जा hp में निर्धारित करें। टक्कर के बाद 12 सी टी सी नाभिक।

18. प्रतिक्रिया में बनने वाले 7 Be नाभिकों की अधिकतम और न्यूनतम ऊर्जा निर्धारित करें
7 Li(p,n) 7 ऊर्जा T p = 5 MeV के साथ त्वरित प्रोटॉनों के प्रभाव में (Q = -1.65 MeV) बनें।

19. - ऊर्जा E exc = 4.44 MeV के साथ 12 C नाभिक की स्थिति के उत्तेजना के साथ बेलोचदार बिखरने की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप एक कोण θ इनलेस्टिक = 30 0 पर उत्सर्जित कणों की HP में उतनी ही ऊर्जा होती है जितनी कि लोचदार रूप से बिखरे हुए कणों की होती है। नाभिक α- एक कोण पर कण θ नियंत्रण = 45 0. लक्ष्य पर आपतित α-कणों की ऊर्जा ज्ञात कीजिए।

20. α-ऊर्जा T = 5 MeV वाले कण स्थिर 7 Li नाभिक के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। प्रतिक्रिया 7 Li(α,n) 10 B न्यूट्रॉन p α और 10 B p Be नाभिक के परिणामस्वरूप उत्पन्न S.C.I. में स्पंदों का परिमाण निर्धारित करें।

21. प्रतिक्रिया 32 एस(α,पी) 35 सीएल का उपयोग करते हुए, 35 सीएल (1.219; 1.763; 2.646; 2.694; 3.003; 3.163 मेव) की निचली उत्तेजित अवस्थाओं का अध्ययन किया जाता है। इनमें से कौन सी अवस्था 5.0 MeV की ऊर्जा वाले α-कणों की किरण से उत्तेजित होगी? इस प्रतिक्रिया में कोण 0 0 और 90 0 पर E = 5.0 MeV पर देखे गए प्रोटॉन की ऊर्जा निर्धारित करें।

22. आवेग आरेख का उपयोग करके, एचपी में कोणों के बीच संबंध प्राप्त करें। और एस.सी.आई.

23. गतिज ऊर्जा T a = 5 MeV वाला एक प्रोटॉन 1 H नाभिक से टकराता है और उस पर प्रत्यास्थ रूप से बिखर जाता है। यदि प्रोटॉन प्रकीर्णन कोण θ b = 30 0 है, तो प्रतिक्षेपक नाभिक 1 N की ऊर्जा T B और प्रकीर्णन कोण θ B निर्धारित करें।

24. न्यूट्रॉन उत्पन्न करने के लिए t(d,n)α प्रतिक्रिया का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक न्यूट्रॉन जनरेटर में 90 0 के कोण पर उत्सर्जित न्यूट्रॉन टी एन की ऊर्जा को टी डी = 0.2 मेव ऊर्जा तक त्वरित किए गए ड्यूट्रॉन का उपयोग करके निर्धारित करें।

25. न्यूट्रॉन उत्पन्न करने के लिए, प्रतिक्रिया 7 Li(p,n) 7 Be का उपयोग किया जाता है। प्रोटॉन ऊर्जा T p = 5 MeV. प्रयोग के लिए T n = 1.75 MeV ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन की आवश्यकता है। प्रोटॉन किरण की दिशा के सापेक्ष किस कोण पर ऐसी ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन उत्सर्जित होंगे? न्यूट्रॉन ऊर्जा ΔT का प्रसार क्या होगा यदि उन्हें लक्ष्य से 10 सेमी की दूरी पर स्थित 1 सेमी कोलाइमर का उपयोग करके अलग किया जाता है।

26. प्रतिक्रिया 27 Al(,t) 28 Si में बनने वाले ट्रिटियम l t का कक्षीय क्षण निर्धारित करें, यदि आपतित α कण l α = 0 का कक्षीय क्षण।

27. प्रोटॉन के किस सापेक्ष कक्षीय कोणीय गति पर परमाणु प्रतिक्रिया p ​​+ 7 Li → 8 Be * → α + α संभव है?

28. प्रतिक्रिया 12 C(,p) 11 B में किस कक्षीय संवेग lp के साथ प्रोटॉन उत्सर्जित हो सकते हैं, यदि: 1) अंतिम नाभिक जमीनी अवस्था में बनता है, और एक E2 फोटॉन अवशोषित होता है; 2) अंतिम नाभिक 1/2+ अवस्था में बनता है, और एम1 फोटॉन अवशोषित होता है; 3) अंतिम नाभिक जमीनी अवस्था में बनता है, और E1 फोटॉन अवशोषित होता है?

29. नाभिक द्वारा एक -क्वांटम के अवशोषण के परिणामस्वरूप, कक्षीय गति l n = 2 के साथ एक न्यूट्रॉन उत्सर्जित होता है। यदि अंतिम नाभिक जमीनी अवस्था में बनता है, तो -क्वांटम की बहुलता निर्धारित करें।

30. 12 C नाभिक एक γ-क्वांटम को अवशोषित करता है, जिसके परिणामस्वरूप कक्षीय गति l = 1 वाला एक प्रोटॉन उत्सर्जित होता है। यदि अंतिम नाभिक जमीनी अवस्था में बनता है तो अवशोषित γ-क्वांटम की बहुलता निर्धारित करें?

31. पिकअप प्रतिक्रिया 15 N(n,d) 14 C में ड्यूटेरॉन l d का कक्षीय संवेग निर्धारित करें, यदि न्यूट्रॉन l n = 0 का कक्षीय संवेग।

33. 40 Ca नाभिक E1 γ-क्वांटम को अवशोषित करता है। कौन से एकल-कण संक्रमण संभव हैं?

34. 12C नाभिक E1 γ-क्वांटम को अवशोषित करता है। कौन से एकल-कण संक्रमण संभव हैं?

35. क्या 10 V नाभिक पर ड्यूटेरॉन के अकुशल प्रकीर्णन की प्रतिक्रिया में J P = 2 +, I = 1 विशेषताओं वाली स्थिति को उत्तेजित करना संभव है?

36. 150 0 से 170 0 के कोण सीमा में 238 यू नाभिक के कूलम्ब क्षेत्र में 3 MeV की ऊर्जा वाले एक कण के प्रकीर्णन क्रॉस सेक्शन की गणना करें।

37. d = 0.1 मिमी की मोटाई वाली एक सोने की प्लेट को N 0 = 10 3 कणों/s की तीव्रता वाले α-कणों की किरण से विकिरणित किया जाता है। -कण T की गतिज ऊर्जा = 5 MeV. कितने α-कण प्रति इकाई ठोस कोण = 170 0 पर स्थित डिटेक्टर पर प्रति सेकंड गिरते हैं? सोने का घनत्व ρ = 19.3 ग्राम/सेमी3।

38. ऊर्जा T = 10 MeV के साथ α-कणों की एक एकत्रित किरण δ = 1 mg/cm 2 की मोटाई के साथ तांबे की पन्नी पर लंबवत रूप से गिरती है। कोण = 30 पर बिखरे हुए कणों का पता लक्ष्य से दूरी l = 20 सेमी पर स्थित क्षेत्र S = 1 सेमी 2 वाले डिटेक्टर द्वारा लगाया जाता है। डिटेक्टर द्वारा बिखरे हुए α कणों की कुल संख्या का कितना अंश पंजीकृत किया जाएगा?

39. ठोस कोण डिटेक्टर का उपयोग करके θ d = 90 के कोण पर मापे गए ड्यूटेरॉन स्पेक्ट्रम में ऊर्जा T p = 62 MeV वाले प्रोटॉन के प्रभाव में प्रतिक्रिया 27 Al(p,d) 26 Al का अध्ययन करते समय
dΩ = 2·10 -4 एसआर, ऊर्जा टी डी = 45.3 के साथ शिखर देखे गए; 44.32; 40.91 मेव. δ = 5 mg/cm2 की मोटाई वाले लक्ष्य पर प्रोटॉन q = 2.19 mC की घटना के कुल चार्ज के साथ, इन चोटियों में गिनती N की संख्या क्रमशः 5180, 1100 और 4570 थी। 26 अल नाभिक के स्तरों की ऊर्जा निर्धारित करें, जिसकी उत्तेजना इस प्रतिक्रिया में देखी गई थी। इन प्रक्रियाओं के विभेदक क्रॉस सेक्शन dσ/dΩ की गणना करें।

40. 18 मेव के बराबर घटना γ क्वांटा की ऊर्जा पर जमीनी अवस्था में अंतिम 31 पी नाभिक के गठन के साथ प्रतिक्रिया 32 एस (γ, पी) 31 पी के लिए अभिन्न क्रॉस सेक्शन 4 एमबी है। रिवर्स प्रतिक्रिया 31 पी(पी,γ) 32 एस के अभिन्न क्रॉस सेक्शन के मूल्य का अनुमान लगाएं, जो प्रतिक्रिया 32 एस(γ,पी) 31 पी के समान 32 एस नाभिक की उत्तेजना ऊर्जा के अनुरूप है। ध्यान में रखें यह उत्तेजना जमीनी अवस्था में γ संक्रमण के कारण दूर हो जाती है।

41. न्यूट्रॉन बीम जे की तीव्रता की गणना करें जिसके साथ मोटाई डी = 0.1 सेमी की 55 एमएन प्लेट को टी अधिनियम = 15 मिनट के लिए विकिरणित किया गया था, यदि विकिरण के अंत के बाद टी ठंडा = 150 मिनट है, तो इसकी गतिविधि I 2100 बीक्यू थी। 56 Mn का आधा जीवन 2.58 घंटे है, सक्रियण क्रॉस सेक्शन σ = 0.48 b है, प्लेट पदार्थ का घनत्व ρ = 7.42 g/cm3 है।

42. 90 0 के कोण पर विभेदक प्रतिक्रिया क्रॉस सेक्शन dσ/dΩ 10 mb/sr है। यदि विभेदक क्रॉस सेक्शन की कोणीय निर्भरता का रूप 1+2sinθ है तो इंटीग्रल क्रॉस सेक्शन के मान की गणना करें।

43. नाभिक पर धीमे (T n 1 keV) न्यूट्रॉन का प्रकीर्णन समदैशिक होता है। इस तथ्य को कैसे समझाया जा सकता है?

44. जब T = 7 MeV ऊर्जा वाला एक α-कण एक स्थिर 10 V नाभिक द्वारा कैप्चर किया जाता है, तो बनने वाले यौगिक नाभिक की उत्तेजना ऊर्जा निर्धारित करें।

45. प्रतिक्रिया 27 अल (α,р) 30 Si के क्रॉस सेक्शन में, मैक्सिमा α-कण ऊर्जा T 3.95 पर देखी जाती है; 4.84 और 6.57 मेव. क्रॉस सेक्शन में मैक्सिमा के अनुरूप यौगिक नाभिक की उत्तेजना ऊर्जा निर्धारित करें।

46. Тр = 2 MeV वाले प्रोटॉन किस कक्षीय गति से 112 Sn नाभिक पर बिखर सकते हैं?

47. सोने के नाभिक 197 एयू के साथ गतिज ऊर्जा टी एन = 1 ईवी के साथ न्यूट्रॉन की बातचीत के दौरान एक यौगिक नाभिक के गठन के लिए क्रॉस सेक्शन का अनुमान लगाएं।

48. गतिज ऊर्जा T n = 30 MeV और सोने के नाभिक 197 Au के साथ न्यूट्रॉन की परस्पर क्रिया के दौरान एक यौगिक नाभिक के निर्माण के लिए क्रॉस सेक्शन का अनुमान लगाएं।

अनुभाग: भौतिक विज्ञान

कक्षा: 11

पाठ मकसद: छात्रों को परमाणु प्रतिक्रियाओं, परमाणु नाभिक में परिवर्तन की प्रक्रियाओं, सूक्ष्म कणों के प्रभाव में कुछ नाभिकों के दूसरों में परिवर्तन से परिचित कराना। इस बात पर जोर दें कि ये किसी भी तरह से तत्वों के परमाणुओं को एक-दूसरे से जोड़ने और अलग करने की रासायनिक प्रतिक्रियाएं नहीं हैं, जो केवल इलेक्ट्रॉनिक कोश को प्रभावित करती हैं, बल्कि न्यूक्लियॉन की प्रणाली के रूप में नाभिक का पुनर्गठन, कुछ रासायनिक तत्वों का दूसरों में परिवर्तन है।

पाठ के साथ 21 स्लाइडों की प्रस्तुति (परिशिष्ट) भी है।

कक्षाओं के दौरान

दुहराव

1. परमाणु नाभिक की संरचना क्या है?

नाभिक (परमाणु)- यह परमाणु का धनावेशित केंद्रीय भाग है, जिसमें इसका 99.96% द्रव्यमान केंद्रित है। नाभिक की त्रिज्या ~10-15 मीटर है, जो पूरे परमाणु की त्रिज्या से लगभग एक लाख गुना कम है, जो इसके इलेक्ट्रॉन खोल के आकार से निर्धारित होती है।

परमाणु नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। नाभिक में इनकी कुल संख्या को अक्षर से दर्शाया जाता है एऔर द्रव्यमान संख्या कहलाती है। नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या जेडनाभिक के विद्युत आवेश को निर्धारित करता है और तत्वों की आवर्त सारणी में तत्व की परमाणु संख्या के साथ मेल खाता है डी.आई. मेंडेलीव। किसी नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या को नाभिक की द्रव्यमान संख्या और उसमें प्रोटॉन की संख्या के बीच के अंतर के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। द्रव्यमान संख्या नाभिक में न्यूक्लियॉन की संख्या है।

2. परमाणु नाभिक की स्थिरता की व्याख्या कैसे करें?

परमाणु ताकतेंएक परमाणु नाभिक में न्यूक्लियॉन की परस्पर क्रिया का एक माप है। ये वे ताकतें हैं जो समान रूप से आवेशित प्रोटॉन को नाभिक में रखती हैं, और उन्हें विद्युत प्रतिकारक ताकतों के प्रभाव में बिखरने से रोकती हैं।

3. परमाणु बलों के गुणों का नाम बताइए।

परमाणु बलों में कई विशिष्ट गुण होते हैं:

4. नाभिक की बंधन ऊर्जा क्या है?

परमाणु नाभिक की बंधनकारी ऊर्जाएक नाभिक को अलग-अलग न्यूक्लियॉन में पूरी तरह से विभाजित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा है। न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) के द्रव्यमान और उनसे बने नाभिक के द्रव्यमान के योग के बीच का अंतर, निर्वात में प्रकाश की गति के वर्ग से गुणा किया जाता है, जो नाभिक में न्यूक्लियॉन की बंधन ऊर्जा है। प्रति न्यूक्लियॉन बंधन ऊर्जा को विशिष्ट बंधन ऊर्जा कहा जाता है।

5. नाभिक का द्रव्यमान उसमें शामिल प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान के योग के बराबर क्यों नहीं है?

जब एक नाभिक न्यूक्लियंस से बनता है, तो नाभिक की ऊर्जा कम हो जाती है, जिसके साथ द्रव्यमान में कमी आती है, यानी, नाभिक का द्रव्यमान इस नाभिक को बनाने वाले व्यक्तिगत न्यूक्लियंस के द्रव्यमान के योग से कम होना चाहिए।

6. रेडियोधर्मिता क्या है?

नई सामग्री सीखना.

परमाणु प्रतिक्रियाएक परमाणु नाभिक की दूसरे नाभिक या प्राथमिक कण के साथ परस्पर क्रिया की प्रक्रिया है, जिसमें ए (ए, बी) बी या ए + ए → बी + बी की संरचना और संरचना में बदलाव होता है।

परमाणु प्रतिक्रियाओं और रेडियोधर्मी क्षय के बीच समानताएं और अंतर क्या हैं?

एक सामान्य विशेषतापरमाणु प्रतिक्रिया और रेडियोधर्मी क्षय एक परमाणु नाभिक का दूसरे में परिवर्तन है.

लेकिन रेडियोधर्मी क्षयपड़ रही है अनायास, बाहरी प्रभाव के बिना, और परमाणु प्रतिक्रियाबुलाया प्रभावबमबारी करने वाला कण.

परमाणु प्रतिक्रियाओं के प्रकार:

• एक यौगिक नाभिक के गठन के चरण के माध्यम से;
• प्रत्यक्ष परमाणु प्रतिक्रिया (10 MeV से अधिक ऊर्जा);
• विभिन्न कणों के प्रभाव में: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, ...;
• परमाणु संश्लेषण;
• परमाणु विखंडन;
• ऊर्जा अवशोषण और ऊर्जा विमोचन के साथ।

पहली परमाणु प्रतिक्रिया 1919 में ई. रदरफोर्ड द्वारा परमाणु क्षय उत्पादों में प्रोटॉन का पता लगाने के प्रयोगों में की गई थी। रदरफोर्ड ने नाइट्रोजन परमाणुओं पर अल्फा कणों की बमबारी की। जब कण टकराए, तो एक परमाणु प्रतिक्रिया हुई, जो निम्नलिखित योजना के अनुसार आगे बढ़ी:
14 7 एन + 4 2 हे → 17 8 ओ + 1 1 एच

परमाणु प्रतिक्रियाओं के लिए शर्तें

धनावेशित कण के प्रभाव में परमाणु प्रतिक्रिया करने के लिए, यह आवश्यक है कि कण में कूलम्ब प्रतिकर्षण बलों की कार्रवाई पर काबू पाने के लिए पर्याप्त गतिज ऊर्जा हो। अनावेशित कण, जैसे न्यूट्रॉन, मनमाने ढंग से कम गतिज ऊर्जा के साथ परमाणु नाभिक में प्रवेश कर सकते हैं। परमाणु प्रतिक्रियाएँ तब हो सकती हैं जब परमाणुओं पर तेज़ आवेशित कणों (प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, α-कण, आयन) की बमबारी होती है।

तीव्र आवेशित कणों के साथ परमाणुओं पर बमबारी की पहली प्रतिक्रिया 1932 में एक त्वरक पर उत्पादित उच्च-ऊर्जा प्रोटॉन का उपयोग करके की गई थी:
7 3 ली + 1 1 एच → 4 2 हे + 4 2 हे

हालांकि, व्यावहारिक उपयोग के लिए सबसे दिलचस्प वे प्रतिक्रियाएं हैं जो न्यूट्रॉन के साथ नाभिक की बातचीत के दौरान होती हैं। चूँकि न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता, वे आसानी से परमाणु नाभिक में प्रवेश कर सकते हैं और उनके परिवर्तन का कारण बन सकते हैं। उत्कृष्ट इतालवी भौतिक विज्ञानी ई. फर्मी न्यूट्रॉन के कारण होने वाली प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने वाले पहले व्यक्ति थे। उन्होंने पाया कि परमाणु परिवर्तन न केवल तेज़, बल्कि थर्मल गति से चलने वाले धीमे न्यूट्रॉन के कारण भी होते हैं।

प्रभाव में परमाणु प्रतिक्रिया करना सकारात्मक आरोप लगायाकण आवश्यक हैं कण में गतिज ऊर्जा थी, के लिए पर्याप्त है कूलम्ब प्रतिकर्षण बलों की कार्रवाई पर काबू पाना. अनावेशित कण, जैसे न्यूट्रॉन, मनमाने ढंग से कम गतिज ऊर्जा के साथ परमाणु नाभिक में प्रवेश कर सकते हैं।

आवेशित कण त्वरक(छात्र संदेश)

सूक्ष्म जगत के रहस्यों को भेदने के लिए मनुष्य ने सूक्ष्मदर्शी का आविष्कार किया। समय के साथ, यह स्पष्ट हो गया कि ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की क्षमताएं बहुत सीमित हैं - वे किसी को परमाणुओं की गहराई में "देखने" की अनुमति नहीं देते हैं। इन उद्देश्यों के लिए, प्रकाश किरणें नहीं, बल्कि आवेशित कणों की किरणें अधिक उपयुक्त निकलीं। इस प्रकार, ई. रदरफोर्ड के प्रसिद्ध प्रयोगों में, रेडियोधर्मी दवाओं द्वारा उत्सर्जित α-कणों के प्रवाह का उपयोग किया गया था। हालाँकि, कणों के प्राकृतिक स्रोत (रेडियोधर्मी पदार्थ) बहुत कम तीव्रता की किरणें उत्पन्न करते हैं, कणों की ऊर्जा अपेक्षाकृत कम होती है, और इसके अलावा, ये स्रोत बेकाबू होते हैं। इसलिए, त्वरित आवेशित कणों के कृत्रिम स्रोत बनाने की समस्या उत्पन्न हुई। इनमें विशेष रूप से, इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी शामिल हैं, जो 10 5 ईवी के क्रम की ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों के बीम का उपयोग करते हैं।

20वीं सदी के शुरुआती 30 के दशक में, पहला चार्ज कण त्वरक दिखाई दिया। इन प्रतिष्ठानों में, आवेशित कण (इलेक्ट्रॉन या प्रोटॉन), विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में निर्वात में घूमते हुए, ऊर्जा की एक बड़ी आपूर्ति प्राप्त करते हैं (त्वरित होते हैं)। किसी कण की ऊर्जा जितनी अधिक होगी, उसकी तरंग दैर्ध्य उतनी ही कम होगी, इसलिए ऐसे कण सूक्ष्म वस्तुओं की "जांच" के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं। साथ ही, जैसे-जैसे किसी कण की ऊर्जा बढ़ती है, उसके कारण कणों के अंतर्रूपांतरण की संख्या बढ़ती है, जिससे नए प्राथमिक कणों का जन्म होता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि परमाणुओं और प्राथमिक कणों की दुनिया में प्रवेश सस्ता नहीं है। त्वरित कणों की अंतिम ऊर्जा जितनी अधिक होगी, त्वरक उतने ही अधिक जटिल और बड़े होंगे; इनका आकार कई किलोमीटर तक पहुंच सकता है। मौजूदा त्वरक कई MeV से लेकर सैकड़ों GeV तक ऊर्जा वाले आवेशित कणों की किरणें उत्पन्न करना संभव बनाते हैं। कण किरणों की तीव्रता 10 15 - 10 16 कण प्रति सेकंड तक पहुँच जाती है; इस मामले में, बीम को केवल कुछ वर्ग मिलीमीटर के क्षेत्र वाले लक्ष्य पर केंद्रित किया जा सकता है। प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों का उपयोग अक्सर त्वरित कणों के रूप में किया जाता है।

सबसे शक्तिशाली और महंगे त्वरक विशुद्ध रूप से वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए बनाए गए हैं - नए कणों को प्राप्त करने और उनका अध्ययन करने के लिए, कणों के अंतर्रूपांतरण का अध्ययन करने के लिए। अपेक्षाकृत कम ऊर्जा वाले त्वरक का व्यापक रूप से चिकित्सा और प्रौद्योगिकी में उपयोग किया जाता है - कैंसर रोगियों के उपचार के लिए, रेडियोधर्मी आइसोटोप के उत्पादन के लिए, बहुलक सामग्री के गुणों में सुधार के लिए और कई अन्य उद्देश्यों के लिए।

मौजूदा प्रकार के त्वरक की विविधता को चार समूहों में विभाजित किया जा सकता है: प्रत्यक्ष त्वरक, रैखिक त्वरक, चक्रीय त्वरक, टकराने वाले बीम त्वरक।

त्वरक कहाँ स्थित हैं? में दुबना(ज्वाइंट इंस्टीट्यूट फॉर न्यूक्लियर रिसर्च) वी.आई. वेक्स्लर के नेतृत्व में 1957 में एक सिंक्रोफैसोट्रॉन बनाया गया था। में सेरपुखोव– सिंक्रोफैसोट्रॉन, चुंबकीय क्षेत्र में स्थित इसके कुंडलाकार निर्वात कक्ष की लंबाई 1.5 किमी है; प्रोटोन ऊर्जा 76 GeV. में नोवोसिबिर्स्क(परमाणु भौतिकी संस्थान), जी.आई. बुडकर के नेतृत्व में, टकराने वाले इलेक्ट्रॉन-इलेक्ट्रॉन और इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन बीम (700 MeV और 7 GeV के बीम) का उपयोग करने वाले त्वरक को परिचालन में लाया गया। में यूरोप (सर्न, स्विट्ज़रलैंड - फ़्रांस) त्वरक 30 GeV के टकराने वाले प्रोटॉन बीम और 270 GeV के प्रोटॉन-एंटीप्रोटॉन बीम के साथ काम करते हैं। वर्तमान में, स्विट्जरलैंड और फ्रांस की सीमा पर लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (एलएचसी) के निर्माण के दौरान, निर्माण कार्य का एक महत्वपूर्ण चरण पूरा हो चुका है - कण त्वरक के सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट की स्थापना।

कोलाइडर को लगभग सौ मीटर की गहराई पर 26,650 मीटर की परिधि वाली सुरंग में बनाया जा रहा है। कोलाइडर में पहला परीक्षण टकराव नवंबर 2007 में किए जाने की योजना थी, लेकिन परीक्षण कार्य के दौरान हुए एक चुम्बक के टूटने से इंस्टॉलेशन को चालू करने के कार्यक्रम में कुछ देरी होगी। लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर को प्राथमिक कणों की खोज और अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक बार लॉन्च होने के बाद, एलएचसी दुनिया में सबसे शक्तिशाली कण त्वरक होगा, जो परिमाण के क्रम में अपने निकटतम प्रतिद्वंद्वियों को पीछे छोड़ देगा। लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर के वैज्ञानिक परिसर का निर्माण 15 वर्षों से अधिक समय से चल रहा है। इस काम में दुनिया भर के 500 वैज्ञानिक केंद्रों के 10 हजार से ज्यादा लोग शामिल हैं।

परमाणु प्रतिक्रियाएँ ऊर्जा परिवर्तनों के साथ होती हैं। ऊर्जा उत्पादनपरमाणु प्रतिक्रिया को मात्रा कहा जाता है:
क्यू = (एमए+ एमबी - एमसी - एमडी) सी 2 = Δ एम सी 2 कहाँ एमए और एमबी - प्रारंभिक उत्पादों का द्रव्यमान, एमसी और एमडी - अंतिम प्रतिक्रिया उत्पादों का द्रव्यमान। मान Δ एमबुलाया सामूहिक दोष. परमाणु प्रतिक्रियाएँ (की रिहाई के साथ हो सकती हैं) क्यू> 0) या ऊर्जा अवशोषण के साथ ( क्यू < 0). Во втором случае первоначальная кинетическая энергия исходных продуктов должна превышать величину |क्यू|, जिसे कहा जाता है प्रतिक्रिया सीमा.

परमाणु प्रतिक्रिया के लिए सकारात्मक ऊर्जा उत्पादन के लिए, विशिष्ट बंधन ऊर्जाप्रारंभिक उत्पादों के नाभिक में न्यूक्लियॉन अंतिम उत्पादों के नाभिक में न्यूक्लियॉन की विशिष्ट बंधन ऊर्जा से कम होना चाहिए। इसका मतलब है कि मान Δ एमसकारात्मक होना चाहिए.

परमाणु प्रतिक्रियाओं का तंत्र

परमाणु प्रतिक्रिया के दो चरण:

• किसी नाभिक द्वारा किसी कण का अवशोषण और उत्तेजित नाभिक का निर्माण। ऊर्जा को नाभिक के सभी नाभिकों के बीच वितरित किया जाता है; उनमें से प्रत्येक की ऊर्जा विशिष्ट बंधन ऊर्जा से कम होती है, और वे नाभिक में प्रवेश नहीं कर सकते हैं। न्यूक्लियॉन एक दूसरे के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान करते हैं, और उनमें से एक या न्यूक्लियॉन का एक समूह परमाणु बंधन की ताकतों पर काबू पाने और नाभिक से मुक्त होने के लिए पर्याप्त ऊर्जा केंद्रित कर सकता है।
• एक नाभिक द्वारा एक कण का उत्सर्जन तरल की एक बूंद की सतह से एक अणु के वाष्पीकरण के समान होता है। नाभिक द्वारा प्राथमिक कण के अवशोषण के क्षण से द्वितीयक कण के उत्सर्जन के क्षण तक का समय अंतराल लगभग 10 -12 सेकंड है।

परमाणु प्रतिक्रियाओं के लिए संरक्षण कानून

परमाणु प्रतिक्रियाओं के दौरान कई संरक्षण कानून: आवेग, ऊर्जा, कोणीय गति, आवेश। इन शास्त्रीय कानूनों के अलावा, परमाणु प्रतिक्रियाओं में तथाकथित के संरक्षण का कानून बेरियन चार्ज(अर्थात न्यूक्लियॉन की संख्या - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन)। परमाणु और कण भौतिकी के लिए विशिष्ट कई अन्य संरक्षण कानून भी मान्य हैं।

1. परमाणु प्रतिक्रिया क्या है?
2. परमाणु प्रतिक्रिया और रासायनिक प्रतिक्रिया के बीच क्या अंतर है?
3. निर्मित हीलियम नाभिक विपरीत दिशाओं में क्यों उड़ते हैं?
   7 3 ली + 1 1 एच → 4 2 हे + 4 2 हे
4. क्या α कण के उत्सर्जन की प्रतिक्रिया एक परमाणु प्रतिक्रिया है?
5. परमाणु प्रतिक्रियाओं को पूरा करें:
   • 9 4 बी + 1 1 एच → 10 5 बी + ?
   • 14 7 एन + ? → 14 6 सी + 1 1 पी
   • 14 7 एन + 4 2 हे → ? + 1 1 एच
   • 27 13 अल + 4 2 हे → 30 15 पी + ? (1934 आइरीन क्यूरी और फ्रेडरिक जूलियट-क्यूरी ने फॉस्फोरस का एक रेडियोधर्मी आइसोटोप प्राप्त किया)
   • ? + 4 2 हे → 30 14 सी + 1 1 पी
6. परमाणु प्रतिक्रिया का ऊर्जा उत्पादन निर्धारित करें।
   14 7 एन + 4 2 हे → 17 8 ओ + 1 1 एच
   एक नाइट्रोजन परमाणु का द्रव्यमान 14.003074 amu है, एक ऑक्सीजन परमाणु का 16.999133 amu है, एक हीलियम परमाणु का 4.002603 amu है, एक हाइड्रोजन परमाणु का 1.007825 amu है।

स्वतंत्र काम

विकल्प 1

1.

1. एल्यूमीनियम (27 13 अल) एक न्यूट्रॉन को पकड़ता है और एक अल्फा कण उत्सर्जित करता है;
2. नाइट्रोजन (14 7 एन) पर α कणों की बमबारी होती है और एक प्रोटॉन उत्सर्जित होता है।

2.

1. 35 17 सीएल + 1 0 एन → 1 1 पी +
2. 13 6 सी + 1 1 पी →
3. 7 3 ली + 1 1 पी → 2
4. 10 5 बी + 4 2 हे → 1 0 एन +
5. 24 12 एमजी + 4 2 हे → 27 14 सी +
6. 56 26 Fe + 1 0 n → 56 25 Mn +

उत्तर: ए) 13 7 एन; बी) 1 1 पी; ग) 1 0 एन; घ) 14 7 एन; ई) 4 2 वह; ई) 35 16 एस

3.

1. 7 3 ली + 1 0 एन → 4 2 हे + 13एच;
2. 9 4 बी + 4 2 हे → 1 0 एन + 13 6 सी।

विकल्प 2

1. निम्नलिखित परमाणु प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें:

1. फॉस्फोरस (31 15 आर) एक न्यूट्रॉन को पकड़ता है और एक प्रोटॉन उत्सर्जित करता है;
2. एल्यूमीनियम (27 13 अल) पर प्रोटॉन की बमबारी होती है और एक α कण उत्सर्जित होता है।

2. परमाणु प्रतिक्रिया समीकरण पूरा करें:

1. 18 8 ओ + 1 1 पी → 1 0 एन +
2. 11 5 बी + 4 2 हे → 1 0 एन +
3. 14 7 एन + 4 2 हे → 17 8 ओ +
4. 12 6 सी + 1 0 एन → 9 4 बी +
5. 27 13 अल + 4 2 हे → 30 15 आर +
6. 24 11 Na → 24 12 Mg + 0 -1 e +

उत्तर: ए) 4 2 वह; बी) 18 9 एफ; ग) 14 7 एन; घ) 1 0 एन; ई) γ; ई) 1 1 पी

3. प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा उपज निर्धारित करें:

1. 6 3 ली + 1 1 पी → 4 2 हे + 3 2 हे;
2. 19 9 एफ + 1 1 पी → 4 2 हे + 16 8 ओ.

स्वतंत्र कार्य पूरा करने के बाद एक आत्म-परीक्षण किया जाता है।

गृहकार्य: संख्या 1235 - 1238. (ए.पी. रिमकेविच)